“rediseño y construcción del simulador de accidentes eléctricos” · i resumen un hospital...
TRANSCRIPT
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Computación
Ingeniería en Electricidad Especialización Electrónica y
Automatización Industrial
“Rediseño y construcción del simulador de accidentes
eléctricos”
TESIS DE GRADO
Previo a la obtención del Título de
INGENIERO EN ELECTRICIDAD
ESPECIALIZACIÓN ELECTRÓNICA Y
AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
Presentada por:
NELSON OSWALDO ROMERO TORO
LUIS FERNANDO CENTENO ZAMBRANO
GUAYAQUIL - ECUADOR
AÑO 2009
AGRADECIMIENTO
A Dios.
A nuestros padres por su apoyo
incondicional, dedicación y sabios consejos.
A todas las personas que colaboraron en la
realización de este trabajo, especialmente a
Jessica por su ayuda incondicional.
Al amor de mi vida. Eres mi inspiración en
el día a día.
A una persona que nos guió y nos brindó
todo el apoyo necesario durante el desarrollo
del trabajo, el Ing. Miguel Yapur Director
de Tesis
DEDICATORIA
A mis padres.
A mi hermana Eugenia.
A todos mis familiares.
A ti CSE
TRIBUNAL DE GRADUACIÓN
-------------------------------------- -------------------------------------
Ing. Jorge Aragundi Ing. Miguel Yapur A.
PRESIDENTE DIRECTOR DE TESIS
--------------------------------- -------------------------------
Ing. Carlos Valdivieso A. Ing. Carlos Salazar L.
VOCAL VOCAL
DECLARACIÓN EXPRESA
“La responsabilidad del contenido de esta Tesis de Grado,
nos corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la
misma a la ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL”
(Reglamento de Graduación de la ESPOL).
----------------------------------------------
Nelson Oswaldo Romero Toro
----------------------------------------------
Luis Fernando Centeno Zambrano
I
RESUMEN
Un hospital está expuesto a cualquier tipo de accidente eléctrico y, cada
accidente pone en riesgo la vida de un ser humano.
Tanto pacientes como empleados del hospital requieren estar protegidos
de cualquier tipo de situación en la cual se ponga en juego su integridad.
El simulador de accidentes eléctricos en hospitales surge de la necesidad
de enseñar, como una descarga eléctrica producida por una corriente de
falla a tierra puede causar graves consecuencias en la salud de las
personas. De esta manera se demuestra que estos peligros son latentes y
que pueden ser evitados teniendo y respetando procedimientos de
seguridad adecuados.
El proyecto consiste en rediseñar el simulador de accidentes eléctricos
que existe actualmente, el cual se encuentra obsoleto debido a que los
dispositivos eléctricos y los componentes electrónicos empleados en
dicho simulador se encuentran en mal estado.
II
La tecnología se desarrolla de manera constante, lo que nos permite optar
por una gama de circuitos integrados que existen actualmente; es por ello
que en este rediseño se utiliza un circuito integrado programable (PIC).
El circuito integrado programable permite sensar y presentar los
diferentes tipos de fallas que existen en los equipos médicos, sin tener
que utilizar dispositivos de instrumentación industrial.
Rediseñar el simulador de accidentes eléctricos tiene como objetivo
fundamental mejorar el funcionamiento y la presentación, de modo que
pueda ser utilizado de una manera didáctica para capacitar tanto al
personal de un hospital como a las personas en general.
Al tener una herramienta de capacitación como ésta, se trata de hacer
conciencia en nuestro medio para la correcta aplicación de normas y
reglamentos que rigen los establecimientos de salud pública a nivel
mundial.
III
ÍNDICE GENERAL
Pág.
RESUMEN………………………………………………………...….. I
ÍNDICE GENERAL…………………………………………….….… III
ABREVIATURAS………………………………………………….…VII
ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………........VIII
ÍNDICE DE TABLAS…………………………………………….…. XII
INTRODUCCIÓN…………………………………...…………...……. 1
I. EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LA CORRIENTE
ELÉCTRICA APLICADA EN UN SER HUMANO……….. 3 - 34
1.1. Densidad de corriente…………………………...…….......20 - 22
1.2. Electrofisiología del corazón……………………...………22 - 26
1.2.1. Macroshock…………………………………...……...27 - 29
1.2.2. Microshock…………………………………………..30 – 34
II. PROTECCIÓN CONTRA ACCIDENTES ELÉCTRICOS EN
AMBIENTES DE HOSPITAL………………………………35 - 76
2.1. Distribución de la energía eléctrica en ambientes de
IV
hospital..................................................................................37 - 38
2.1.1. Acometida eléctrica…………………...……………..38 - 41
2.1.2. Iluminación……………………..…………………....41 - 45
2.1.3. Puesta a tierra de tomacorrientes polarizados………..46 - 48
2.1.4. Consideraciones en salas especiales de hospital……..49 - 52
2.1.4.1. Quirófano………………………………..…….52 - 54
2.1.4.2. Unidad de Cuidados Intensivos....…….............54 - 56
2.1.4.3. Sala de Urgencias……………………...……...56 - 58
2.1.5. Sistema eléctrico de emergencia……………………..58 - 60
2.2. Mantenimiento eléctrico en un hospital………………………...60
2.3. Aislamiento y protección para el paciente…………………61 - 63
2.3.1. Puesta a tierra de equipos médicos…………………..63 - 69
2.3.2. Aislamiento eléctrico………………………………...69 - 61
2.3.3. Aislamiento de las partes conectadas al paciente........71 - 73
2.3.4. Doble aislamiento…………………………………………74
2.3.5. Protección por bajo voltaje……………………..........74 - 76
III. EQUIPO SIMULADOR DE ACCIDENTES ELÉCTRICOS
CON DISEÑO ANTERIOR…………………………….........77 - 96
V
3.1. Componentes del simulador……………………………….78 - 79
3.1.1. Arreglo de resistencias……………………………….80 - 82
3.1.2. Circuito monitor……………………………………...82 - 86
3.2. Simuladores de equipos con fallas eléctricas………………86 - 87
3.2.1. Monitor de presión…………………………………...87 - 89
3.2.2. Monitor de EKG………………………………..……89 - 90
3.2.3. Lámpara……………………………………………...90 - 93
3.2.4. Enceradora…………………………………………...93 - 94
3.2.5. Cama eléctrica………………………………………..95 - 96
IV. REDISEÑO DEL EQUIPO SIMULADOR DE ACCIDENTES
ELÉCTRICOS….....………………………………………...97 - 133
4.1. Presentación del equipo simulador….………………………….98
4.2. Innovación tecnológica en el circuito monitor…..……….98 - 102
4.2.1. Justificación del uso de circuitos integrados….…...102 - 116
4.2.2. Implementación del circuito monitor……………...116 - 124
4.3. Manejo del equipo simulador……………………….…..124 - 133
VI
V. EVALUACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL
SIMULADOR…………………….………………………...134 - 152
5.1. Pruebas realizadas……………………………………….149 - 152
CONCLUSIONES………………………………………………..153 - 156
RECOMENDACIONES…………………………………………157 - 158
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……….…………………159 - 160
VII
ABREVIATURAS
EKG Electrocardiograma
LCD Pantalla de cristal líquido
PCB Circuito impreso
UCI Unida de Cuidados Intensivos
ER Sala de Emergencias
GFCI Interruptor de circuito por hacer tierra
RL Pierna derecha
RA Brazo derecho
LL Pierna izquierda
LA Brazo izquierdo
VIII
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1.1 Alteraciones de la piel humana en función de la
densidad de corriente…………………….…..…… 10
Figura 1.2 Efectos en el organismo producidos por una
corriente alterna………………………………….. 11
Figura 1.3 Efectos en el organismo producidos por una corriente
continua………………………………..…………. 14
Figura 1.4 Periodo vulnerable del ciclo cardiaco…………..… 15
Figura 1.5 Efecto de la fibrilación ventricular como se visualiza
en el electrocardiograma y en la tensión
arterial………………………………………….…. 16
Figura 1.6 Impedancia interna del organismo…………….….. 18
Figura 1.7 Diagrama esquemático de una onda cardiaca del
corazón humano………………………………...… 26
Figura 1.8 Diferencia entre Macroshock y Microshock…….... 32
Figura 2.1 Generador auxiliar de emergencia (planta
eléctrica)………………………………………..…. 59
Figura 2.2 Diagrama de flujo de la trayectoria de la corriente en
chasis aterrizado…………………………………... 73
Figura 3.1 Silueta del paciente del simulador anterior…….…. 79
IX
Figura 3.2 Distribución de corrientes y resistencias en el cuerpo
del simulador anterior……………………….……. 82
Figura 3.3 Diagrama del circuito monitor del simulador
anterior……………………………………….…… 86
Figura 3.4 Diagrama del circuito monitor de presión del
simulador anterior……………………………..….. 88
Figura 3.5 Diagrama del circuito monitor EKG del simulador
anterior……………………………………...…….. 90
Figura 3.6 Diagrama del circuito de la lámpara del simulador
anterior………………………………………….… 93
Figura 3.7 Diagrama del circuito de la enceradora del simulador
anterior………………………………………..…... 94
Figura 3.8 Diagrama del circuito de la cama eléctrica del diseño
anterior……………………………………………. 96
Figura 4.1 Diagrama del Amplificador Diferencial……….... 100
Figura 4.2 Diagrama de Amplificador de Valor Absoluto….. 101
Figura 4.3 Formas de onda del circuito amplificador……….. 102
Figura 4.4 Disposición de pines del integrado LM324…...… 104
Figura 4.5 Disposición de pines del integrado LM324…...… 106
X
Figura 4.6 Display LCD de 2 líneas……………………...…. 112
Figura 4.7 Esquemático Fuente dual regulada + / -12 Vdc…. 113
Figura 4.8 Esquemático Fuente simple regulada +5 Vdc….... 115
Figura 4.9 Esquemático del circuito monitor, Etapa 1…….... 118
Figura 4.10 Esquemático del circuito monitor, Etapa 2…….... 119
Figura 4.11 PCB del circuito monitor……………………...… 120
Figura 4.12 Esquemático del circuito microcontrolador…...… 121
Figura 4.13 Esquemático del circuito LCD………………...… 122
Figura 4.14 PCB del circuito microcontrolador LCD……...… 124
Figura 4.15 Diagrama del arreglo de resistencias………...….. 126
Figura 4.16 Diagrama del arreglo de la lámpara…………...… 127
Figura 4.17 Diagrama del arreglo de la cama………………… 128
Figura 4.18 Diagrama de circuito monitor de presión……...… 129
Figura 4.19 Diagrama del circuito monitor EKG
(Electrocardiógrafo)…………………………...… 130
Figura 4.20 Diagrama de circuito simulador de enceradora….. 131
Figura 4.21 Diagrama de circuito de tomacorrientes……….... 132
Figura 4.22 Circuito simulador de tomacorrientes………….... 133
Figura 5.1 Conexión del arreglo de Resistencias………...…. 135
XI
Figura 5.2 Conexión del arreglo de la Cama……………..…. 137
Figura 5.3 Conexión del arreglo de la Lámpara…………….. 138
Figura 5.4 Esquema de conexión entre los módulos, caso 1....139
Figura 5.5 Conexión del arreglo de la Cama……………...… 141
Figura 5.6 Conexión del arreglo del Monitor de Presión…….142
Figura 5.7 Esquema de conexión entre los módulos, caso 2....143
Figura 5.8 Conexión del arreglo de tomacorrientes……...…. 145
Figura 5.9 Conexión de equipos, caso 3………………..…... 146
Figura 5.10 Conexión del arreglo de la enceradora………...… 147
Figura 5.11 Esquema de conexión entre los módulos, caso 3…148
XII
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 1.1 Efectos fisiológicos de la corriente alterna de 60 Hz
aplicada durante 1 segundo a un
adulto……………………………...………...…….. 5
Tabla 1.2 Impedancia del cuerpo humano frente a la corriente
alterna……………………………………………... 19
Tabla 1.3 Impedancia del cuerpo humano frente a la corriente
continua………………………………….………... 20
Tabla 2.1 Normas de seguridad eléctrica en instrumentos
electromédicos………………………………….… 36
Tabla 2.2 Calibre mínimo de los conductores de puesta a tierra
para canalizaciones y equipos………………..…... 47
Tabla 4.1 Pines de configuración, lectura y escritura del
LCD……………………………………………… 123
Tabla 5.1 Datos reales en cada prueba realizada…………… 152
1
INTRODUCCIÓN
No causa sorpresa revisar estadísticas y conocer que el número de
accidentes eléctricos ha ido en aumento debido a la proliferación de
equipos eléctricos y electrónicos para la industria y el hogar. Esto no
sería transcendente si no se tomase en cuenta el gran desarrollo que ha
experimentado la instrumentación electrónica para la práctica médica en
los últimos años.
Dar a conocer las normas de seguridad que se deben tener presentes en
ambientes hospitalarios es el objetivo principal de esta tesis; para ello, se
implementará un rediseño del simulador de accidentes eléctricos con la
finalidad de ayudar a entender que cuando una falla ocurre ó, la
seguridad no es la adecuada ó, el equipo no es utilizado en forma
apropiada, éste se convierte en un peligro potencial tanto para el paciente
como para el médico y el personal paramédico.
2
Para lograr esto, es necesario tener presente algunos conceptos básicos,
como la interacción entre el cuerpo humano y la electricidad, normas que
deben ser respetadas por todos los operarios para evitar accidentes que,
en algunos casos, podrían costar la vida. Además, se debe mencionar la
importancia del mantenimiento preventivo de los equipos utilizados en
las áreas de cuidados especiales.
3
CAPÍTULO I
1. EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LA CORRIENTE
ELÉCTRICA APLICADA EN UN SER HUMANO.
La primera muerte por electrocución se comunicó en 1879. En países
como los Estados Unidos, se ha reportado alrededor de 1000
accidentes eléctricos, anualmente, en pacientes conectados a equipos
médicos. Las quemaduras eléctricas representan un 2 % de los
ingresos en las unidades de quemados de los hospitales, el 65 % se
producen en el lugar de trabajo (normalmente empresas
eléctricas), el 32 % son domésticos y el 3 % de causas varias.
El cuerpo humano está básicamente compuesto de agua, lo que lo
convierte en un perfecto conductor de electricidad. Al realizar
contacto con algún punto de voltaje, el cuerpo actuará como puente
para la descarga efectuada; la corriente al atravesar el cuerpo creará
4
vibraciones, es decir, convertirá la energía eléctrica en energía
calorífica, lo que causará quemaduras tanto internas como externas;
la parte más afectada resulta ser el tejido nervioso, ya que por su
naturaleza mediante éste se transmiten pequeñas corrientes iónicas (lo
que conocemos como el sentido del tacto), comunicando a las
diferentes partes del cuerpo humano con el cerebro.
El corazón también funciona como un generador de pulsos, para
poder controlar la acción de bombeo de la sangre a través del cuerpo.
En otras palabras, si la corriente atraviesa el cuerpo, ésta afectará
directamente al corazón tanto como al cerebro; y dependiendo de la
intensidad de la corriente, provocará en el peor de los casos la muerte
del individuo.
5
Se ha demostrado experimentalmente que es la intensidad de
corriente que atraviesa el cuerpo humano y no la tensión la que
ocasiona las lesiones debidas al accidente eléctrico.
Tabla 1.1 Efectos fisiológicos de la corriente alterna de 60 Hz aplicada durante 1 segundo
a un adulto
Corriente que atraviesa el
cuerpo humano (mA)
EFECTOS
Hasta 1 Imperceptible para el hombre.
De 2 a 3 Sensación de hormigueo.
De 3 a 10 La corriente no es mortal. El sujeto
logra normalmente desprenderse del
contacto.
De 10 a 25 Contracción muscular, aumento de
tensión sanguínea.
De 25 a 80 Posible perturbación en el ritmo
cardiaco y respiratorio. Posibilidad de
parálisis cardiaca y respiratoria.
De 80 mA a 3 Amp. Perturbación del ritmo cardiaco.
Posibilidad de parálisis cardiaca y
respiratoria.
Mayor a 3 Amp. Especialmente peligrosa. Puede
ocasionar fibrilación ventricular de
consecuencias mortales en la mayoría
de los casos, por lo general ocasiona la
muerte.
6
La corriente eléctrica que pasa a través del cuerpo puede causar
quemaduras, reacciones musculares involuntarias, parálisis o
fibrilación ventricular. Una de las razones por las que la electricidad
puede producir semejantes efectos en el cuerpo humano es de que el
cuerpo es un sistema eletro-químico, el cual genera numerosos
potenciales y corrientes en el proceso de su normal funcionamiento.
Las células del cuerpo humano están rodeadas por un fluido
intersticial cuyo contenido es casi 60% agua. En el agua existen
impurezas que se presentan como iones, los cuales son los que se
encargan de conducir la corriente eléctrica desde el punto de mayor
potencial hacia el menor.
Todas las células del cuerpo humano presentan una diferencia de
potencial (voltaje) entre el interior de ellas y el fluido intersticial que
7
las rodea, cuyo valor es alrededor de 90 mV, negativo con respecto al
fluido. Éste es llamado “potencial de reposo”. La excitación de las
células musculares y nerviosas está íntimamente ligada con esta
diferencia de potencial.
Cuando una célula se excita, su diferencia de potencial con respecto
al fluido externo cambia a un valor promedio de 20 mV positivo. Éste
es llamado “potencial de acción”. A manera de ejemplo, el
electrocardiógrafo y el electroencefalógrafo recogen las variaciones
de estos potenciales en la superficie del cuerpo y tienen validez
médica para el diagnóstico de enfermedades. Esto nos indica que los
potencias generados en cualquier órgano del cuerpo son transmitidos
a través de todo el cuerpo mediante las propias células y en base a la
excitación que ellas mismas presentan.
8
Cuando una célula es estimulada por un impulso eléctrico, ésta a su
vez estimulará a las células que la rodean. Debido a que el cuerpo
humano depende de los potenciales eléctricos para funcionar, si un
potencial externo es aplicado al cuerpo, la actividad normal de las
células es alterada.
Se tiene el caso del sistema nervioso, el cual opera en base a la
transmisión de corrientes iónicas; si un estímulo externo es
aplicado, dicho sistema funcionará en forma errática. Se pueden
alterar tanto el sistema sensor así como el motriz. Éste es el caso
típico que se manifiesta cuando una persona se queda “pegada” al
cable de corriente. También se tiene el caso del corazón, el cual es un
órgano que opera sobre bases de continuo estímulo y, cualquier
cambio del balance eléctrico originado por una corriente externa
puede ser fatal. Cuando esto sucede se puede originar una
“fibrilación ventricular”.
9
Una persona sufre electrocución cuando la corriente eléctrica circula
por su cuerpo; es decir, cuando la persona forma parte del circuito
eléctrico, pudiendo al menos, distinguir dos puntos de contacto: uno
de entrada y otro de salida de la corriente.
La fibrilación ventricular consiste en el movimiento anárquico del
corazón, el cual deja de enviar sangre a los distintos órganos y,
aunque esté en movimiento, no sigue su ritmo normal de
funcionamiento.
La asfixia se produce cuando el paso de la corriente afecta al centro
nervioso que regula la función respiratoria, ocasionando el paro
respiratorio. Otros factores fisio-patológicos tales como contracciones
musculares, aumento de la presión sanguínea, dificultades de
respiración, paro temporal del corazón, etc. Pueden producirse sin
10
fibrilación ventricular. Para las quemaduras se han establecido unas
curvas, tal como se ve en la Figura 1.1, que indican las alteraciones
de la piel humana en función de la densidad de corriente que circula
por un área determinada (mA/mm2), en función del tiempo de
exposición a esa corriente.
Figura 1.1 Alteraciones de la piel humana en función de la densidad de corriente
11
En la Figura 1.2 se indican los efectos que produce una corriente
alterna, de frecuencia comprendida entre 15 y 100 Hz con un
recorrido desde la mano izquierda hacia los pies.
Figura 1.2 Efectos en el organismo producidos por una corriente alterna
La intensidad de corriente es uno de los factores que más inciden en
los efectos y lesiones ocasionadas por el accidente eléctrico. Debido a
esto, son relevantes los conceptos que se indican a continuación:
12
Umbral de percepción: es el valor mínimo de la corriente que
provoca una sensación en una persona, a través de la que pasa esta
corriente. En corriente alterna esta sensación de paso de la
corriente se percibe durante todo el tiempo de paso de la misma;
sin embargo, con corriente continua solo se percibe cuando varía la
intensidad; por ello son fundamentales el inicio y la interrupción
del paso de la corriente, ya que entre dichos instantes no se lo
percibe, salvo por los efectos térmicos de la misma.
Umbral de reacción: es el valor mínimo de la corriente que
provoca una contracción muscular.
Umbral de no soltar: cuando una persona tiene colocados unos
electrodos. Es el valor máximo de la corriente que permite a esa
persona soltarlos. En corriente alterna se considera un valor
máximo de 10 mA , cualquiera que sea el tiempo de exposición. En
corriente continua, es difícil establecer el umbral de no soltar ya
13
que solo el comienzo y la interrupción del paso de la corriente
provoca el dolor y las contracciones musculares.
Umbral de fibrilación ventricular: es el valor mínimo de la
corriente que puede provocar fibrilación ventricular. En corriente
alterna, el umbral de fibrilación ventricular decrece
considerablemente si la duración del paso de la corriente se
prolonga más allá de un ciclo cardíaco. La fibrilación ventricular
está considerada como la causa principal de muerte por choque
eléctrico.
En corriente continua, si el polo negativo está en los pies (corriente
descendente), el umbral de fibrilación es de aproximadamente el
doble de lo que sería si el polo positivo estuviese en los pies
(corriente ascendente). Si en lugar de las corrientes longitudinales
antes descritas fuese una corriente transversal, la experiencia sobre
animales hace suponer que, solo se producirá la fibrilación
ventricular con intensidades considerablemente más elevadas.
14
En la Figura 1.3 se representan los efectos de una corriente
continua ascendente con trayecto desde la mano izquierda hacia los
pies; se puede apreciar que para una duración de choque superior a
un ciclo cardíaco el umbral de fibrilación en corriente continua es
muy superior que en corriente alterna.
Figura 1.3 Efectos en el organismo producidos por una corriente continua
15
Período vulnerable: afecta a una parte relativamente pequeña del
ciclo cardíaco durante el cual, las fibras de corazón están en un
estado no homogéneo de excitabilidad y, la fibrilación ventricular
se produce si ellas son excitadas por una corriente eléctrica de
intensidad suficiente. Corresponde a la primera parte de la onda T
en el electrocardiograma y supone aproximadamente un 10% del
ciclo cardíaco completo.
Figura 1.4 Periodo vulnerable del ciclo cardiaco
16
La Figura 1.5 reproduce un electrocardiograma en el cual se
representan los efectos de la fibrilación ventricular, indicándose las
variaciones que sufre la tensión arterial cuando se produce la
fibrilación; la tensión arterial experimenta una oscilación e
inmediatamente, decrece en cuestión de un segundo, hacia valores
mortales.
Figura 1.5 Efecto de la fibrilación ventricular como se visualiza en el electrocardiograma
y en la tensión arterial
17
La impedancia en el resultado del accidente depende de las siguientes
circunstancias: de la tensión, de la frecuencia, de la duración del paso
de la corriente, de la temperatura, del grado de humedad de la piel, de
la superficie de contacto, de la presión de contacto, de la dureza de la
epidermis, etc.
Las diferentes partes del cuerpo humano, tales como la piel, los
músculos, la sangre, etc., presentan para la corriente eléctrica una
impedancia compuesta por elementos resistivos y capacitivos.
Durante el paso de la electricidad la impedancia de nuestro cuerpo se
comporta como una suma de tres impedancias en serie:
Impedancia de la piel en la zona de entrada.
Impedancia interna del cuerpo.
Impedancia de la piel en la zona de salida.
18
La impedancia interna del cuerpo puede considerarse esencialmente
como resistiva, con la particularidad de ser la resistencia de los
brazos y las piernas mucho mayor que la del tronco. Además, para
tensiones elevadas la impedancia interna hace prácticamente
despreciable la impedancia de la piel. Para poder comparar la
impedancia interna dependiendo de la trayectoria, en la figura 6 se
indican las impedancias de algunos recorridos comparados con los
trayectos mano-mano y mano-pie que se consideran como
impedancias de referencia (100%).
Figura 1.6 Impedancia interna del organismo
19
En las Tablas 1.2 y 1.3 se indican unos valores de la impedancia total
del cuerpo humano en función de la tensión de contacto, tanto para
corriente alterna y continua, respectivamente.
Tabla 1.2 Impedancia del cuerpo humano frente a la corriente alterna
20
Tabla 1.3 Impedancia del cuerpo humano frente a la corriente continua
1.1 DENSIDAD DE CORRIENTE
El término corriente eléctrica, o simplemente corriente, se
emplea para describir el flujo de carga que pasa por alguna
región. La mayor parte de las aplicaciones prácticas de la
21
electricidad tiene que ver con corrientes eléctricas. Una gran
variedad de aparatos domésticos funcionan con corriente
eléctrica alterna. En estas situaciones comunes, el flujo de
carga fluye por un conductor; por ejemplo, un alambre de
cobre. Es posible también que existan corrientes fuera de un
conductor. Por ejemplo, un haz de electrones en el tubo de
imagen de un televisor constituye una corriente.
La unidad de corriente del Sistema Internacional es el Amperio
(A). Esto significa que 1 Amperio de corriente es equivalente a
1Culombio de carga que pasa por el área de la superficie en 1
segundo. Si se considera un conductor de área transversal A
que conduce una corriente I. La densidad de corriente J en el
conductor se define como la corriente por unidad de área.
22
La densidad de corriente (J) tiene unidades del Sistema
Internacional A/m2. La expresión es válida sólo si la densidad
de corriente es uniforme y la superficie del área de la sección
transversal A es perpendicular a la dirección de la corriente.
1.2 ELECTROFISIOLOGÍA DEL CORAZÓN
El impulso cardíaco se origina en el nódulo sino-auricular y, a
través de un sistema de fibras especializadas que constituyen
solo una pequeña parte de la masa muscular cardíaca, se
desplaza por las aurículas, haciéndolo, en primer lugar, por la
derecha. Esto es consecuencia de la ubicación de este nódulo
en la unión de la vena cava superior con la misma. En su
marcha normal, el impulso se dirigirá al nódulo auriculo-
ventricular, y luego al haz de His que, con sus ramas derecha e
23
izquierda, se distribuirá por el endocardio sobre ambos
ventrículos.
Un mecanismo de acoplamiento excitación-contracción facilita
que la despolarización de la membrana celular active la
contracción muscular. En ese proceso interviene la regulación
de la concentración intracelular del calcio y su interacción con
las proteínas contráctiles. Este proceso depende de una
compleja variedad de canales, intercambiadores y bombas de la
membrana citoplasmática, en relación con organelas
citoplasmáticas que rodean a esas proteínas.
La fibra cardíaca responde al potencial de acción que
determina su contracción de una manera muy distinta al
24
músculo esquelético, lo que asegura un período refractario, es
decir, un intervalo durante el cual éstas no pueden volver a ser
excitadas. Esto impide su tetanización, lo que significa que
vuelve a ser re-excitada antes de haber finalizado su
contracción, generando la detención de su trabajo como bomba
impulsante-aspirante. En efecto, el potencial eléctrico tiene una
duración casi tan prolongada como la contracción, mientras
que en el músculo esquelético actúa sólo a modo de
“disparador”. La onda cardíaca del corazón humano se
encuentra compuesta por las siguientes etapas:
La onda P (primera onda positiva) que representa la sístole
eléctrica auricular grafica la difusión del estímulo eléctrico
desde el nódulo sinusal a las aurículas.
25
El recorrido horizontal isoeléctrico de P a Q representa el
período que necesita el estímulo para pasar de las aurículas a
los ventrículos, recorriendo el sistema de conducción. Esta
etapa es de reposo eléctrico, pues el estímulo recorre su vía sin
excitar las fibras musculares. La difusión del estímulo de la
musculatura ventricular está representada por el conjunto de
ondas QRS.
El recorrido ST es el registro del período en el que los
ventrículos están totalmente excitados. En este período, en el
corazón no ocurre ninguna variación eléctrica, siendo la
excitación difusa, pero estática.
26
La onda T registra la relajación de los ventrículos con su
regreso al estado de reposo.
Figura 1.7 Diagrama esquemático de una onda cardiaca del corazón humano
27
1.2.1 MACROSOCK
Cuando un individuo se transforma en el componente
que cierra el circuito sufre una electrocución, que puede
llegar a ser mortal. Cuando la corriente pasa a través del
cuerpo intacto por la piel, o algún dispositivo aplicado
directamente al corazón, puede alcanzar niveles letales.
El shock eléctrico se produce cuando la corriente es lo
suficientemente intensa para estimular el sistema
nervioso o grandes masas musculares.
El efecto fisiológico del shock puede oscilar desde una
sensación de hormigueo hasta la necrosis de los tejidos,
fibrilación ventricular o muerte. Este efecto es una
respuesta eléctrica de las células sensoriales, nervios o
músculos a los estímulos eléctricos que tienen un origen
28
intrínseco (interior del cuerpo) o extrínseco (fuera del
cuerpo). La gravedad del shock dependerá de la
magnitud del flujo de corriente y del camino que siga a
través del cuerpo.
El macroshock se produce cuando la corriente fluye a
través de una zona relativamente amplia de la piel, lo
cual resulta de un contacto inadvertido con fuentes de
voltaje moderadamente elevadas, expresadas en
miliamperios. Una corriente que circula a través del
pecho con intensidad de 1 a 5 miliamperios puede
provocar una quemadura grave en el punto de contacto.
Si se ha afectado el sistema de conducción cardíaca, una
intensidad de 50 a 100 miliamperios a través del pecho
puede provocar una fibrilación ventricular, debido a que
el latido del corazón se controla con impulsos eléctricos.
29
El macroshock se produce a través del tronco del cuerpo,
cuando la corriente fluye por diversos recorridos; cada
uno de éstos transporta una parte de la corriente. Puede
ser peligroso o no, dependiendo de la cantidad de
corriente que pase a través del corazón durante su
recorrido.
El origen habitual de un macroshock son averías en los
circuitos eléctricos, que permiten el contacto de la piel
con un cable de corriente o con una superficie a pleno
voltaje. En caso de shock, no se debe tomar nunca a la
víctima, instrumento o superficie con las manos
descubiertas. Se debe desconectar la toma de corriente o
utilizar un material aislante para apartar a la víctima de
la fuente de electricidad.
30
1.2.2 MICROSHOCK
El microshock se produce cuando se aplica corriente a
una zona muy pequeña de la piel. El desarrollo de las
técnicas médicas que permiten la aplicación de impulsos
eléctricos directamente al músculo cardíaco ha hecho
más evidente el peligro extremo que representa el
microshock para un paciente sensible a la electricidad.
El microshock cardíaco es un riesgo potencial de los
catéteres permanentes rellenos de algún líquido
conductor, sondas introducidas en los grandes vasos y
electrodos implantados alrededor del corazón. Estos
dispositivos multiplican las posibilidades de
electrocución porque pueden ser conductores de la
electricidad. Generalmente la parte externa de un catéter
31
cardíaco está formada por dos partes: un conductor(es)
de cables o líquido conductor y una vaina externa
aislante. Cuando existe una vía sumamente conductora
desde el exterior del organismo hacia los grandes vasos y
el corazón, pequeñas corrientes eléctricas pueden
provocar fibrilación ventricular y parada cardíaca.
Cuando un shock consigue una vía interna hacia el
corazón, solo necesita una milésima parte de la cantidad
habitual de electricidad para ser fatal, en comparación a
que si el choque se transmitiera a través de la superficie
de la piel. El microshock se produce solamente si a
través del catéter cardíaco que actúa como conductor,
fluye corriente procedente de una fuente externa.
32
Los catéteres conductores intravasculares que dispersan
la corriente a nivel de la piel reducen el riesgo de
microshock. La precaución más importante es proteger el
extremo descubierto del conductor cardíaco para que no
haga contacto con las superficies conductoras, incluido
el cuerpo. Siempre que se manipula el extremo de un
catéter o conductor cardíacos se deben llevar guantes de
goma o plástico.
Figura 1.8 Diferencia entre Macroshock y Microshock
33
Resumiendo, se puede decir que, cuando las corrientes
son aplicadas externamente, se trata de un "macroshock";
un macroshock es una respuesta fisiológica a una
corriente aplicada en la superficie del cuerpo que
produce una estimulación innecesaria, contracción
muscular y/o lesión tisular. La magnitud de la corriente
necesaria para fibrilar al corazón es mucho mayor
cuando la corriente es aplicada en la superficie del
cuerpo de lo que sería si la corriente fuera aplicada
directamente al corazón. Debe ser considerada la
importancia de la localización de los dos puntos de
entrada del macroshock, ya que si estos se encuentran
muy cercanos el uno del otro, el riesgo de fibrilación es
pequeño, incluso para corrientes altas.
Por el contrario, los pacientes son particularmente
vulnerables a un shock eléctrico cuando dispositivos
invasivos son colocadas en contacto directo con el
34
músculo cardiaco; puede hablarse entonces de un
"microshock", el cual es frecuentemente causado cuando
una corriente mayor de 10µA fluye a través de un catéter
aislado conectado al corazón. Los catéteres pueden estar
aislados, ser tubos (rellenos de un fluido conductor) o un
alambre sólido (que funcione como cable de marcapasos,
por ejemplo).
35
CAPÍTULO II
2. PROTECCIÓN CONTRA ACCIDENTES
ELÉCTRICOS EN AMBIENTES DE HOSPITAL.
Muchos de los equipos, medicamentos y procedimientos usados para
procurar la salud de los pacientes en consultorios y nosocomios en
general pueden representar "riesgos".
Debido a esto, se han formulado normas y estándares que contemplan
riesgos por electricidad, radiación, magnetismo, toxicidad, agentes
infecciosos, presión, incendios (sustancias inflamables),
sobrecalentamiento, explosión e interrupciones de energía. Para
prevenir un microshock, las normas de seguridad indican que la
máxima corriente de fuga que puede permitirse en un aparato de
electrodiagnóstico es de 10 uA. Como se puede observar en la Tabla
2.1, las normas de seguridad permitidas en instrumentos
electromédicos son extremadamente seguras.
36
Tabla 2.1 Normas de seguridad eléctrica en instrumentos electromédicos
37
2.1 DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA EN
AMBIENTES DE HOSPITAL
El mayor riesgo que existe en un ambiente hospitalario es el
relacionado con la electricidad; en primer lugar, porque la
energía eléctrica puede producir explosiones en cualquier
ambiente inflamable y, en segundo lugar, porque si existiera
alguna fuga de corriente eléctrica, ésta podría fácilmente
circular por el cuerpo humano. En pocas palabras, un equipo
médico que está trabajando aparentemente bien podría enviar
corrientes eléctricas a un paciente, sin que lo advierta el
médico. La consecuencia del paso de estas corrientes por el
cuerpo puede ser fatal, ya que pueden causar daños a las fibras
musculares del corazón.
Un sistema de distribución de energía eléctrica es un conjunto
de equipos que permiten energizar en forma segura y confiable
38
un número determinado de cargas en distintos niveles de
tensión, ubicados generalmente en diferentes lugares.
Dependiendo de las características de las cargas, los volúmenes
de energía involucrados y las condiciones de confiabilidad y
seguridad con que deban operar los sistemas de distribución se
clasifican en industriales, comerciales, urbanos y rurales.
Un hospital se encuentra clasificado dentro de la distribución
comercial, en donde este tipo de sistemas tiene sus propias
características, como consecuencia de las exigencias especiales
en cuanto a seguridad de las personas y de los bienes, por lo
que requieren de importantes fuentes de respaldo en casos de
emergencia.
2.3.1 ACOMETIDA ELÉCTRICA
39
La acometida es una derivación desde la red de
distribución de la empresa de servicio eléctrico hacia la
edificación, la cual termina en el interruptor principal de
servicio instalado, después del medidor de energía
eléctrica. Éste es el punto donde comienzan las
instalaciones internas.
Los conductores de la acometida deberán ser continuos
desde el punto de conexión de la red hasta los bornes de
la entrada del equipo de medida. No se aceptarán
empalmes ni derivaciones en ningún tramo de la
acometida. En la caja o armario de medidores deberá
reservarse una longitud del conductor de la acometida,
suficiente para permitir una fácil conexión al equipo de
medida.
Existen tres tipos de acometidas:
40
Aéreas: Desde redes aéreas de baja tensión la
acometida podrá ser aérea para cargas instaladas
iguales o menores a 35 kW.
Subterráneas: Desde redes subterráneas de baja
tensión, la acometida siempre será subterránea. Para
cargas mayores a 35 Kw y menores a 225 Kw desde
redes aéreas, la acometida siempre será subterránea.
Especiales: Se consideran especiales las acometidas
a servicios temporales y provisionales de obra.
Deberá constar como mínimo de los siguiente
elementos:
Conductor de las acometidas
41
Caja para instalar medidores o equipo de
medición.
Tubería metálica para la acometida y caja de
interruptores automáticos de protecciones.
Línea y electrodo de puesta a tierra.
2.1.2 ILUMINACION
La luz es una necesidad humana elemental y, por lo
tanto, es esencial para el bienestar y la salud. La
iluminación en hospitales, salas de consulta, etc., debe
servir a dos objetivos fundamentales: garantizar las
óptimas condiciones para desarrollar las tareas
correspondientes, y contribuir a una atmósfera en la que
el paciente se sienta confortable. Todo esto garantizando
la máxima eficiencia energética posible.
42
Los servicios relacionados con la salud están sufriendo
cambios estructurales muy importantes. Por un lado, los
centros hospitalarios son espacios para el servicio social
con importantes requerimientos de confort y sobre todo,
de prestación de las últimas técnicas médicas. Sin
embargo, por otro lado, un centro hospitalario es también
un centro de servicios en el campo de la salud, que se
debe regir por las reglas de la economía con respecto a la
calidad y coste de sus servicios.
Al estudiar el diseño del alumbrado de un centro
hospitalario, observamos la existencia de distintas tareas
que requieren de un tratamiento específico. Trataremos
los espacios uno por uno, no aislándolos, sino
relacionándolos en un todo.
Actividad visual y espacios:
43
Contemplando la similitud de las tareas, en los
centros hospitalarios se pueden distinguir,
genéricamente, los siguientes grupos, clasificados
según el nivel de percepción que se precisa para
realizar la tarea o función específica.
Espacios con actividad visual elevada:
Quirófanos
Laboratorios
Salas de rehabilitación y terapia
Salas de reconocimiento y tratamiento
Unidad de Cuidados Intensivos (UCI)
Servicios de urgencias
Salas de rayos X
Salas de medicina nuclear
Salas de radioterapia
Salas de consultas externa
44
Espacios con actividad visual normal:
Unidades de hospitalización
Farmacia
Oficinas
Despachos
Espacios con actividad visual baja:
Vestíbulos
Pasillos y escaleras
Comedores y cafeterías
Servicios
Almacenes
Zonas de esperas y paso
Espacios de representación
45
En los Centros hospitalarios existen determinados
locales o zonas especialmente significativas, que
requieren soluciones en las que no siempre deba ser
predominante la exigencia de la eficiencia energética.
Estos pueden ser:
Salas de actos.
Zonas de dirección.
Despachos de consulta.
Accesos exteriores
Actividades especiales
Pueden clasificarse dentro de este apartado las
propias del alumbrado de hospitales y que requieren
elevadas exigencias de realización visual: quirófanos,
laboratorios, salas de curas, autopsias, etc.
46
2.1.3 PUESTA A TIERRA DE TOMACORRIENTES
POLARIZADOS
En todos los lugares usados para el cuidado de pacientes,
los tomacorrientes y las superficies conductivas
(metálicas) de los equipos fijos, los cuales transportan
corriente, pueden estar energizados operando con tensión
mayor a 100 voltios y estar al alcance de las personas,
deben ser puestos a tierra por medio de un conductor de
cobre aislado, cuyo calibre debe estar de acuerdo con la
Tabla 2.2, instalado junto con los conductores del
circuito ramal que alimenta estos tomacorrientes o
equipos.
Los tomacorrientes con terminal de puesta a tierra
aislada deben ser identificados mediante un triángulo
47
color naranja. Tal identificación debe ser visible después
de su instalación. Estos tomacorrientes o los equipos
alimentados de ellos, no se instalaran en la vecindad del
paciente dentro del área de cuidados intensivos.
Tabla 2.2 Calibre mínimo de los conductores de puesta a tierra para
canalizaciones y equipos
Capacidad
nominal de la
protección en
amperios
Calibres de
conductores de
cobre
Capacidad
de
corriente
en falla *
Factor
K **
Sobrecarga
permitida
Capacidad
según tabla
310-16 ***
AWG kcmil
20 12 6530 155 7.7 125% 25
30 10 10380 246 8.2 117% 35
40 10 10380 246 6.1 88% 35
60 10 10380 246 4.1 58% 35
100 8 16510 391 3.9 50% 50
200 6 26240 621 3.1 33% 65
400 3 52620 1,245 3.1 25% 100
600 1 83690 1,981 3.3 22% 130
800 1/0 105600 2,499 3.1 19% 150
1000 2/0 133100 3,150 3.2 18% 175
1200 3/0 167800 3,972 3.3 17% 200
1600 4/0 211600 5,008 3.1 14% 230
2000 250 kcmil 250000 5,917 3.0 13% 255
2500 350 kcmil 350000 8,284 3.3 12% 310
3000 400 kcmil 400000 9,467 3.2 11% 335
4000 500 kcmil 500000 11,834 3.0 10% 380
5000 700 kcmil 700000 16,568 3.3 9% 460
6000 800 kcmil 800000 18,935 3.2 8% 490
* Un amperio por cada 42,25 circular mill por cinco segundos.
** FACTOR K: Para calcular la capacidad de corriente en falla.
*** Basada en 75o C para conductores de cobre. Tabla 310-160 norma NTC 2050
48
El conductor de puesta a tierra del equipo de
tomacorrientes especiales, tales como aquellos para la
operación de equipos móviles de rayos X, serán
extendidos hasta el punto de puesta a tierra de referencia
en todos los sitios donde tales tomas existan; cuando tal
circuito es alimentado por un sistema aislado, no puesto
a tierra, el conductor de tierra debe ir por vía distinta a la
de los conductores activos del circuito, sin embargo el
terminal de puesta a tierra del equipo del tomacorriente
de uso especial estará conectado al punto de puesta a
tierra de referencia.
Las tapas de las salidas pueden ser puestas a tierra por
medio de tornillos metálicos de montaje, los cuales fijan
la tapa a la caja de salida metálica puesta a tierra o
conectadas a un dispositivo de alumbrado puesto a tierra.
49
2.1.4 CONSIDERACIONES EN SALAS ESPECIALES
DE HOSPITAL
Los principales contribuyentes a los accidentes eléctricos
en las salas especiales de los hospitales son: equipo en
mal estado, el alambrado defectuoso, mal uso de los
equipos y los más comunes son por corrientes de fuga en
los equipos. Los problemas eléctricos son la segunda
causa de accidentes eléctricos, en mayor medida por la
violación de las normas del buen uso de los equipos y
reglamentos de instalaciones.
Debido a la alta sensibilidad de los equipos electrónicos-
biomédicos, éstos pueden fallar si su sistema eléctrico de
alimentación no está construido de acuerdo con normas
de ingeniería.
50
Eficiencia de la puesta a tierra
La puesta a tierra es eficiente cuando cualquiera de
dos superficies conductivas descubiertas en la
vecindad del paciente que está en áreas de cuidado
critico, no sobrepase los 20 mV, medidos a través de
una resistencia de 1000 ohmios. En consecuencia, la
impedancia límite entre dos superficies expuestas
(eléctricamente conductoras) será de 0.2 ohmios.
Tomacorrientes de cama de pacientes
Cada puesto de paciente deberá estar provisto de tres
tomacorrientes dobles puestos a tierra mediante un
conductor de cobre aislado. Todos los tomacorrientes
deben ser del tipo “Grado Hospitalario” e
identificarse de forma visible como tales. Cada toma
51
debe ponerse a tierra mediante un conductor de cobre
aislado dimensionado de acuerdo con la Tabla 2.2.
Cada puesto de cama de paciente debe ser
alimentado al menos de dos circuitos, de los cuales
uno o más de ellos debe provenir del sistema de
emergencia y al menos uno ellos debe ser un circuito
ramal individual. Todos los circuitos ramales del
sistema normal deben originarse en el mismo tablero.
Los tomacorrientes deben ser identificados y también
indicarán el tablero y el número del circuito que los
alimenta.
Las barras terminales de puesta a tierra de los
equipos del tablero normal y del sistema de
emergencia deben ser unidas con un conductor de
cobre aislado y continuo no menor del calibre No.
52
10. Cuando más de dos (2) paneles alimentan la
misma área este conductor deberá ser continuo entre
ellos.
Se preverá uno o más puntos de interconexión de un
ambiente y serán puestos a tierra al punto de
referencia por medio de un conductor de cobre
aislado y continuo no menor del calibre No. 10.
2.3.1 QUIRÓFANO
Las quemaduras y los incendios que se producen
en los quirófanos siguen siendo episodios graves,
aunque por fortuna se han vuelto infrecuentes tras
el abandono de los agentes anestésicos
inflamables y gracias a los avances de la
electrocirugía. Su prevención se basa en el
53
cumplimiento de las normas para una buena
práctica, en la supresión de antisépticos
alcohólicos y en la sensibilización de todo el
personal. A pesar de las medidas adoptadas para
garantizar la continuidad de la alimentación
eléctrica, se puede producir un fallo general en los
dispositivos auxiliares y el personal debe
someterse a un entrenamiento periódico para hacer
frente a esta situación de crisis. Los accidentes de
electrocución son excepcionales en los pacientes,
gracias a las medidas de seguridad adoptadas en
las instalaciones eléctricas y a las normas
aplicadas a los aparatos electromédicos.
Las interferencias electromagnéticas de orígenes
diversos, como las que proceden de los teléfonos
móviles o de otros dispositivos electrónicos,
pueden afectar a los equipos electromédicos.
54
En la actualidad, los riesgos de interferencias
electromagnéticas están relativamente bien
controlados y, los progresos realizados en el
ámbito de la compatibilidad electromagnética
permiten el desarrollo en los hospitales de
tecnologías de comunicación inalámbrica. La
exposición a las radiaciones electromagnéticas
procedentes de instalaciones eléctricas y de
aparatos electromédicos es inocua para la salud
del personal sanitario.
2.3.2 UNIDAD DE CUIDADOS INTENSIVOS
La Unidad de Cuidados Intensivos (UCI) es una
instalación especial de un hospital que
proporciona medicina intensiva. Muchos
hospitales han habilitado áreas de cuidados
intensivos para algunas especialidades médicas.
55
Dependiendo del volumen de pacientes
ingresados, puede haber varias Unidades de
Cuidados Intensivos especializadas en diferentes
áreas de la Medicina, como son:
Cuidados Intensivos Cardiológicos o
Unidad Coronaria
Unidad Postoperatoria de Cirugía Cardíaca
Trasplante de Órganos
Cuidados Intensivos Psiquiátricos
Cuidados Postoperatorios, aunque la
mayoría son Unidades de Cuidados
Intensivos Polivalentes.
Si la población pediátrica lo justifica, se
desarrollan Unidades de Cuidados Intensivos
Pediátricos, que debemos diferenciar de las
Unidades Neonatales cuyos pacientes se mueven
56
en un rango estrecho de edad (desde el nacimiento
hasta el día 28 de edad) conocido como período
neonatal.
2.3.3 SALA DE URGENCIAS
El departamento de Urgencias, a veces llamado
sala de emergencia (ER), ofrece el servicio de
tratamiento inicial para pacientes con un amplio
espectro de enfermedades y lesiones, algunas de
las cuales pueden ser una amenaza para la vida y
requieren atención inmediata.
Este departamento se desarrolló en respuesta a un
aumento de la necesidad de una rápida evaluación
y gestión de las enfermedades críticas. En la
mayoría de países, los departamentos de urgencias
57
se han convertido en importantes puntos de
entrada para aquellos que carecen de otros medios
de acceso a la atención médica.
Cuando una persona ingresa a la sala de urgencias,
se somete a una breve clasificación, una entrevista
para ayudar a determinar la naturaleza y la
gravedad de su enfermedad. Los individuos con
enfermedades graves son vistos por un médico con
mayor rapidez que aquellos con síntomas menos
graves o lesiones. El personal de emergencia en
los departamentos puede incluir no sólo los
médicos y enfermeras, además asistentes médicos
y profesionales de enfermería con formación
especializada en medicina de emergencia.
El departamento de urgencias de un hospital opera
58
las veinticuatro horas del día, aunque los niveles
de personal suelen ser más bajos en la noche.
Dado que el diagnóstico debe ser realizado por un
médico, el paciente es inicialmente tratado por una
queja, la cual sigue siendo un hecho primario
hasta que finalmente el médico tratante hace un
diagnóstico.
2.1.5 SISTEMA ELÉCTRICO DE EMERGENCIA
En nuestro país, por diversas causas, la continuidad en el
servicio de energía eléctrica por parte de la compañía
suministradora se ve con mucha frecuencia afectada. Por
esta razón en el sistema hospitalario, se hace necesario
disponer de un generador auxiliar de emergencia (planta
eléctrica), como el que se muestra en la Figura 2.1, para
59
que en ningún momento se paralicen aquellos servicios
que son esenciales para la atención de los pacientes.
Figura 2.1
Generador auxiliar de emergencia (planta eléctrica)
Entonces la finalidad de la planta eléctrica de
emergencia es la de proporcionar en el sitio la energía
eléctrica necesaria cuando existe una falla en el
suministro de la red pública, mediante la disposición de
una transferencia automática, cuya función es de
60
transferir y retransferir la energía eléctrica cuando exista
pérdida de suministro de la red pública.
2.2 MANTENIMIENTO ELÉCTRICO EN UN HOSPITAL
El concepto de sistema de mantenimiento, exige estandarizar
los pasos y procedimientos para llevar a cabo las tareas
operativas y administrativas, relacionadas con la conservación
y mantenimiento de la infraestructura y los equipos, de un
establecimiento de salud.
El mantenimiento preventivo es un procedimiento que se
realiza de manera periódica, para minimizar el riesgo de fallo y
asegurar la continua operación de los equipos, logrando que se
encuentren en óptimas condiciones durante su vida útil.
61
2.3 AISLAMIENTO Y PROTECCIÓN PARA EL PACIENTE
La resistencia de la piel está determinada principalmente por la
capa córnea de la epidermis. Por cada cm2 de piel seca y sin
lesión, la resistencia que se presenta está en un rango que va
desde los 5kΩ hasta casi 1MΩ, dependiendo de la parte del
cuerpo y la humedad que está presente. Si la piel está cortada o
húmeda, su resistencia se reduce hasta el 1% del valor que
presenta cuando está seca e intacta.
En contraste, la resistencia interna del cuerpo es de
aproximadamente 200Ω para cada miembro y alrededor de
100Ω para el tronco, así mismo la resistencia interna entre dos
miembros cualesquiera es de aproximadamente 500Ω. Sin
embargo, estos valores son seguramente más altos en personas
obesas, ya que la resistividad específica de la grasa es alta. Del
modo que sea, cualquier procedimiento médico que reduzca o
62
elimine la resistencia de la piel, incrementa la posibilidad de
flujo de corriente a través del paciente, exponiéndolo a
macroshocks.
A pesar de que todos los dispositivos eléctricos están diseñados
para minimizar la posibilidad de que los usuarios queden
expuestos a voltajes peligrosos, muchos dispositivos tienen
chasises metálicos o gabinetes que el personal médico y los
pacientes pueden tocar; si el chasis no se encuentra aterrizado,
se puede producir una falla de aislamiento o un corto entre el
chasis y el vivo del voltaje de alimentación, esto provoca un
potencial de 115V entre el chasis y cualquier objeto que se
encuentre aterrizado, en tal caso si una persona se encuentra
tocando algún objeto aterrizado y hace contacto con este chasis
al mismo tiempo, lo más probable es que sufra un macroshock.
63
Debido a esto, es necesario conocer los métodos básicos de
protección contra descargas eléctricas ocasionadas por los
equipos biomédicos; a continuación se describen algunos:
Puesta a tierra de equipos médicos.
Aislamiento eléctrico.
Aislamiento de las partes conectadas al paciente.
Doble aislamiento.
Protección por bajo voltaje.
2.3.1 PUESTA A TIERRA DE EQUIPOS MÉDICOS
Todo circuito eléctrico o electrónico debe ser colocado a
tierra principalmente por los siguientes motivos:
64
Es una de las formas primarias de reducir ruido e
inducción no deseados.
Provee un punto equipotencial de referencia para
las tensiones de las señales.
Para la protección contra el choque eléctrico.
La razón fundamental para poner un sistema eléctrico a
tierra es por seguridad. Una correcta puesta a tierra
tiende a minimizar los ruidos de naturaleza
electromagnética que produce la unidad en su
funcionamiento normal.
Una conexión de baja impedancia conectada desde los
equipos y objetos metálicos a tierra minimiza los
peligros para el operador en el caso de fallas en el
65
equipo. Además se establece un camino para la descarga
estática, previo al aumento de potencial evitando la
producción de arcos eléctricos.
En salas de operación es fundamental evitar las
descargas estáticas que pueden producirse por
frotamiento, ya que en el caso de pacientes con catéteres
o agujas, puede producirse un camino para la descarga
por ese camino, produciendo un microshock.
En el entorno hospitalario coexisten varios sistemas
independientes de distribución de energía que pueden
interferirse entre si de manera electromagnética o a
través de la red misma de distribución (redes de
computación, telefonía, motores, etc.). Para evitar
66
inconvenientes en los equipos médicos es importante que
el camino de tierra de estos sea independiente de los
otros sistemas que se encuentran en el entorno
hospitalario. Para evitar problemas en un sistema general
de alimentación debe existir un solo punto de retorno.
A continuación se enuncian las más importantes
exigencias que se deben tener en cuenta en las puestas a
tierras hospitalarias:
Redundantes, el principal criterio sobre tierras
para hospitales que las hace diferentes a otras
instalaciones es el de construirlas redundantes.
El neutro, debe conectarse en uno y solo un punto,
en el transformador y antes de cualquier medio de
67
desconexión o dispositivo de protección. Este
punto debe ser un barraje equipotencial de cobre.
A su vez la carcasa del transformador o de un
equipo, el neutro y el cable principal de tierra
deben estar aterrizados siempre, sin
seccionamientos ni posibilidad de daño.
Los electrodos de puesta a tierra, deben estar tan
cerca como la práctica lo permita, de la conexión
al neutro del sistema. Preferentemente deben
emplearse varillas de cobre, enterradas
verticalmente.
Malla de puesta a tierra, debe tener por lo menos
una caja de inspección de 0.3 x 0.3 m con tapa
68
fácil de levantar de acuerdo con el diseño de dicha
malla.
Partes metálicas, las tuberías metálicas
subterráneas, la estructura metálica del edificio,
los apantallamientos, en el caso que los hubiera,
debe unirse entre sí y conectarse al sistema de
puesta a tierra. Los ductos, las bandejas para
cableado y las cajas para salidas tienen que unirse
rígidamente a la fuente del sistema, si este es
alimentado en forma separada.
Además los ductos metálicos, los gabinetes, las
estructuras y demás partes metálicas del equipo
eléctrico, no portadoras de corriente, deben
mantenerse a una distancia mayor de 1.8 m de los
bajantes de pararrayos o de la distancia calculada
69
como segura. Si no es así deberían unirse
rígidamente entre sí.
Los cables deben tener una pantalla o armadura metálica
exterior valida como trayectoria de tierra. Con esto se
busca que los circuitos parciales que alimentan las áreas
de cuidado de pacientes dispongan de una trayectoria a
tierra redundante a través de un ducto o cable metálico.
Esta trayectoria es adicional a la que se tiene mediante el
conductor de puesta a tierra aislado.
2.3.2 AISLAMIENTO ELÉCTRICO
En todo hospital existen áreas donde la protección es
crítica, en todos los quirófanos debe instalarse un tablero
de aislamiento para Hospitales.
70
En un quirófano siempre se utilizan Equipos de Soporte
de Vida, es decir equipos que no pueden dejar de ser
alimentados eléctricamente, además con frecuencia es un
área húmeda por el tipo de trabajo que ahí se realiza, y
también, puede ser explosiva por los anestésicos o gases
utilizados. Todo ello conlleva a que el diseño de la
instalación eléctrica deba ser con equipos que protejan
ante falla a tierra sin interrumpir el suministro y que
además no produzcan chispa, esto se logra con los
Tableros de Aislamiento para Hospitales, que ofrecen los
siguientes beneficios:
Evitar que corriente eléctrica fluya de manera
accidental por el paciente durante la operación o
tratamiento.
Evitar que equipo electromédico de Soporte de
Vida sea desenergizado al presentarse una falla a
tierra.
71
Evitar la aparición de chispas en un ambiente que
puede ser explosivo debido a los gases médicos
utilizados para anestesia, tratamientos, así como
los gases generados durante el proceso quirúrgico.
Dar protección de falla a tierra en un local que
puede volverse húmedo por los procedimientos
quirúrgicos a realizar.
Monitorear el aislamiento del sistema eléctrico en
una sala de operación para evitar corrientes de
fuga peligrosas al paciente y cuerpo médico.
2.3.3 AISLAMIENTO DE LAS PARTES CONECTADAS
AL PACIENTE
El chasis y/o gabinete de un equipo puede estar
aterrizado por medio de un tercer alambre en el sistema
72
de alimentación de energía, como lo muestra la Figura
2.2 este alambre de "tierra" está conectado al neutral de
la línea de alimentación y a una varilla de cobre de
aproximadamente 1.5m de longitud que debe ser
enterrada de preferencia en un lugar con humedad
permanente (tierra física). Además, debe presentar un
potencial de 0.5 a 0.8V como máximo entre éste y el
neutro de la línea y una impedancia menor a 0.1W.
Entonces, cuando un corto ocurre entre el "vivo" de la
alimentación y el chasis, la corriente fluye con seguridad
por el tercer cable aterrizado a tierra física.
En el caso de los quirófanos es conveniente instalar una
malla metálica en el piso (conectada a tierra física) y
conectar a ella todo el equipo y moblaje con estructura,
chasis o gabinete metálico, para evitar descargas
estáticas sobre el paciente.
73
Por otro lado se debe tener especial cuidado con los
fluidos tales como sangre, orina, soluciones intravenosas
e incluso fórmulas pediátricas las cuales pueden
conducir la electricidad, Estos riesgos ocurren
principalmente en las áreas de hospitales sujetas a
condiciones con humedad, tal es el caso de áreas de
hemodiálisis y terapias físicas.
Figura 2.2
Diagrama de flujo de la trayectoria de la corriente en chasis
aterrizado
74
2.3.4 DOBLE AISLAMIENTO
Este sistema sólo consiste en el empleo de un gabinete o
chasis No Metálico, aumentando el valor de la
resistencia que se presenta entre la falla o corto circuito
de la línea y el chasis del equipo, por lo tanto la corriente
no circularía a través de la persona que toque el equipo.
Incluso, con este tipo de aislamiento no es necesaria la
tercera terminal aterrizada a tierra física; lo único que
debe evitarse es la presencia de líquidos conductores en
el gabinete del equipo, ya que éstos podrían ocasionar el
corto circuito.
2.3.5 PROTECCIÓN POR BAJO VOLTAJE
75
Este método se basa en el empleo de baterías como
fuente de alimentación, logrando con esto el manejo de
corrientes muy pequeñas, y aunque no exista una
conexión a tierra física, en caso de corto circuito, se
produciría un flujo de corriente muy pequeño, no
peligroso.
Existen dispositivos usados comúnmente, los
interruptores de circuito en corto (Ground-Fault Circuit
Interrupters, GFCI) o relevador diferencial. Este circuito
se desconecta de la fuente de alimentación cuando
ocurre una falla o corto circuito que genere una corriente
de alrededor de 6mA.
76
El GFCI sensa la diferencia entre estas dos corrientes y
desconecta la alimentación cuando esta diferencia (la
cual circula haciendo tierra en algún punto) excede el
valor de un “arreglo” predeterminado. Este circuito
interrumpe la alimentación sin diferenciar si la corriente
de corto circula a través de un cable o de una persona.
77
CAPÍTULO III
3. EQUIPO SIMULADOR DE ACCIDENTES
ELÉCTRICOS CON DISEÑO ANTERIOR.
Los peligros de accidentes eléctricos en hospitales han recibido
últimamente mucha atención. Por algún tiempo esto se lo efectuaba
como resultado de normalizaciones técnicas, cuyo objetivo era diseñar
equipos médicos más seguros; sin embargo, el diseño del equipo por
sí solo no puede prevenir accidentes.
Un estudio reciente tiende a la conclusión de que “el mantenimiento y
la educación del usuario son las mejores técnicas para resolver los
más comunes y principales problemas en el uso de equipos médicos”.
Esto invita a la educación apropiada de todo el personal
comprometido con los procedimientos de seguridad dentro del
ambiente hospitalario.
78
Estas situaciones que pueden conducir a un accidente eléctrico, no son
a menudo fácil de entender o reconocer. Esto es, especialmente cierto
con personal como médicos o enfermeras, los que usualmente tienen
poco conocimiento de principios eléctricos. En la instrucción de
médicos y enfermeras se hace énfasis en aquello de “aprender
haciendo”, en lugar de la enseñanza de conceptos abstractos.
El desarrollo de un simulador especial para este propósito es una
ventaja apropiada; el cual fue bautizado como: “Simulador de fallas y
peligros debido al mal funcionamiento de equipos eléctricos”.
3.1 COMPONENTES DEL SIMULADOR
Básicamente el simulador anterior consiste de una caja de
dimensiones conocidas, cuyo panel central está ocupado por la
79
silueta de un “paciente”, el cual tiene contactos localizados sobre
ambos brazos y sobre la pierna derecha; estos contactos se
conectan a una red de 6 resistores de 1.2KΩ y 2 potenciómetros de
100Ω cada uno. Estos resistores tienen un arreglo tipo puente
cuyos dos terminales de salida se conectan a una resistencia de
100 Ω que simula al corazón.
Figura 3.1
Silueta del paciente del simulador anterior
80
3.1.1 ARREGLO DE RESISTORES
Este arreglo fue diseñado para aproximar la distribución de
corrientes y resistencias del cuerpo humano. La resistencia
entre cualquiera de los contactos extremos del cuerpo
(brazos o piernas) es aproximadamente 1200 Ω, como se
muestra en la Figura 3.2.
Cuando un voltaje es conectado entre dos contactos
cualesquiera del cuerpo, solamente una pequeña fracción
de corriente fluye por el “corazón” de 100 Ω a través de los
dos terminales de salida. La magnitud de esta corriente
puede ser ajustada con los dos potenciómetros de 100 Ω y
es fijada alrededor de 1/1000 de la corriente a través de los
contactos del cuerpo.
81
La resistencia entre el contacto “catéter cardiaco” y algún
contacto externo al cuerpo es aproximadamente 800 Ω. Un
voltaje aplicado entre el catéter cardiaco y algún contacto
del cuerpo produce un flujo de corriente de
aproximadamente 150 a 160mA. El circuito, por lo tanto se
asemeja razonablemente a las características del cuerpo
humano para ambos accidentes macroshock y microshock.
El rango de potencia de estos resistores se determina
aplicando 115Vac a través de la derivación catéter y
cualquier otro contacto del cuerpo; esto nos da la máxima
corriente que fluye por el circuito. Entonces el rango de
potencia será aproximadamente de 12 watios en los
resistores de 1200 Ω y, en los de 100 Ω deberá ser de 1
watio.
82
Figura 3.2
Distribución de corrientes y resistencias en el cuerpo del simulador
anterior
3.1.2 CIRCUITO MONITOR
83
Para indicar cuando la corriente que circula a través del
corazón es peligrosa, los terminales de salida del
dispositivo están conectados a un detector de umbral. El
diagrama de este circuito se muestra en la Figura 3.3 y es
usado para monitorear el voltaje presente en el “corazón”
de 100Ω; siendo su descripción la siguiente:
Los Opamps 1, 2 y 3 forman un amplificador de
instrumentación que amplifica la entrada para conseguir un
nivel útil, el cual es utilizado a la entrada de un rectificador
de precisión de media onda. El amplificador de
instrumentación es de ganancia regulable y cuenta con una
red para eliminar el voltaje offset.
84
Los Opamps 4 y 5 forman un convertidor AC/DC, cuyo
nivel de referencia de voltaje DC está dado por la relación
(2/π)E; en donde E es el valor máximo de la señal
amplificada a la salida del amplificador de instrumentación.
El voltaje a la salida del convertidor AC/DC es detectado
por un voltímetro digital, un circuito detector de umbral y
un circuito medidos de corriente analógico. El voltímetro
digital es calibrado para presentar la corriente por el
resistor de 100 Ω (corazón) y el medidor analógico de
corriente también presentará esta corriente.
El Opamp 6 forma el circuito detector de umbral, el cual
consiste de un Schmitt Trigger, que es básicamente un
comparador con histéresis, calibrado en este caso para
conmutar rápidamente cuando un nivel de corriente excede
a un valor determinado. El nivel fijado para disparar el
detector de umbral corresponde a la máxima corriente que
85
fluye a través del corazón y este es el punto aproximado en
el que el corazón comienza a fibrilar.
El IC7 es un temporizador conectado como multivibrador
astable. La salida del Smitt Trigger es conectado al pin 4 de
este oscilador, con lo cual obtenemos una indicación
audible de que el corazón ha alcanzado fibrilación.
86
Figura 3.3
Diagrama del circuito monitor del simulador anterior
3.2 SIMULADORES DE EQUIPOS CON FALLAS ELÉCTRICAS
Debido a la alta sensibilidad de los equipos electrónicos-
biomédicos, éstos pueden fallar si su sistema eléctrico de
alimentación no está construido de acuerdo con normas de
87
ingeniería, las cuales son desarrolladas con la finalidad de
proteger y prevenir cualquier tipo de accidente eléctrico, ya que el
paciente se encuentra rodeado de varios dispositivos eléctricos
como:
3.2.1 MONITOR DE PRESIÓN
Este dispositivo simula un monitor de presión. Se encuentra
conectado al “catéter cardiaco” y a la tierra del paciente a
través de un resistor de 1MΩ, el cual simula la resistencia
del líquido que hay en el catéter. Removiendo el puente,
como lo muestra la Figura 3.4; la tierra puede ser abierta y,
por tanto, podrá ser usado cuando un moderno transductor
de presión sea conectado.
88
Figura 3.4
Diagrama del circuito monitor de presión del simulador anterior
La presión sanguínea es la fuerza ejercida por la sangre que
circula sobre las paredes de los vasos sanguíneos y,
constituye uno de los principales signos vitales. La presión
de la sangre disminuye a medida que ésta se mueve a través
de arterias, arteriolas, vasos capilares, y venas; el término
presión sanguínea generalmente se refiere a la presión
89
arterial, es decir, la presión en las arteria más grande que es
la aorta que sale desde el corazón.
3.2.2 MONITOR DE EKG
La frecuencia cardíaca es la velocidad del pulso, es decir
los latidos por minuto. Se puede obtener de forma manual y
aislada (mediante estetoscopio), o de forma continua
mediante un monitor con EKG, el cual dará un dato
numérico y una curva con las ondas P, complejo QRS y T.
El simulador anterior tiene conectadas las derivaciones del
paciente (RL, RA, LA) directamente con la tierra del
paciente (a través de la derivación RL) o a través de un
resistor de 1MΩ. El efecto de un monitor moderno, con
derivaciones aisladas al paciente, puede ser demostrado
90
removiendo el puente, el cual abre la terminal de tierra
como lo muestra la Figura 3.5.
Figura 3.5
Diagrama del circuito monitor EKG del simulador anterior
3.2.3 LÁMPARA
91
Las luminarias (conocidas erróneamente como lámparas)
son aparatos que sirven de soporte y conexión a la red
eléctrica a las lámparas con el objetivo de aportar luz.
Como esto no basta para que cumplan eficientemente su
función, es necesario que tengan una serie de
características ópticas, mecánicas y eléctricas entre otras.
A nivel de óptica, la luminaria es responsable del control y
distribución de la luz emitida por la lámpara. Es importante
que en el diseño de su sistema óptico, se cuide la forma y
distribución de la luz, el rendimiento del conjunto lámpara-
luminaria y el deslumbramiento que pueda provocar en los
usuarios.
92
Otros requisitos que deben cumplir las luminarias son, que
sean de fácil instalación y mantenimiento. Para ello, los
materiales empleados en su construcción deben ser los
adecuados para resistir el ambiente de trabajo de la
luminaria y mantener la temperatura de la lámpara dentro
de los límites de funcionamiento.
En la Figura 3.6, los capacitores de 0.001 µf simulan una
lámpara conectada a un cable de dos conductores; estos
capacitores representan el escape de corriente capacitiva de
alrededor de 45 mA; esta corriente se produce en
cualquiera de los dos conductores cuando una persona toca
la carcasa de la lámpara y ésta no se encuentra aterrizada.
93
Figura 3.6
Diagrama del circuito de la lámpara del simulador anterior
3.2.4 ENCERADORA
En esta simulación se va a representar una enceradora o
cualquier equipo de limpieza que consume una gran
potencia y, que sufre un desperfecto, por medio de una
94
resistencia de 100Ω y 100W. El desperfecto está entre el
alambre vivo y la carcasa del equipo, el cual está
normalmente aterrizado a través del alambre de tierra del
cable de línea, como se muestra en la Figura 3.7.
Figura 3.7
Diagrama del circuito de la enceradora del simulador anterior
95
3.2.5 CAMA ELÉCTRICA
La cama eléctrica está constituida por un soporte flexible
sobre el que se coloca el colchón (somier) articulado que se
acciona por medio de un motor eléctrico. Cuenta con
mando a distancia pudiéndose articular independientemente
la cabecera y la parte inferior.
En el nuevo diseño del simulador, el cable de conexión que
representa a la cama eléctrica consta de dos conductores: la
tierra y la línea viva. El capacitor de 0.0002µf conectado en
una de las líneas se lo utiliza para simular una fuga de
corriente de alrededor de 90 microamperios cuando el
puente está conectado.
96
La cama eléctrica está conectada a tierra y, por la
construcción de tubería metálica de la cama, el paciente
también lo está. Removiendo el puente (se abre la tierra) la
corriente de fuga circulará a través del paciente.
Figura 3.8
Diagrama del circuito de la cama eléctrica del diseño anterior
97
CAPÍTULO IV
4. REDISEÑO DEL EQUIPO SIMULADOR DE
ACCIDENTES ELÉCTRICOS.
Con la finalidad de mejorar el proceso de enseñanza de riesgos y
accidentes eléctricos en ambientes hospitalarios, se realizó un
rediseño del simulador ya existente.
Se ha implementado un circuito monitor con pantalla LCD, el cual
muestra las lecturas de corriente que circulan a través del corazón. De
igual manera, un amperímetro analógico es utilizado para sensar y
mostrar la corriente. Los equipos simuladores de accidentes eléctricos
tienen el mismo diseño del simulador anterior.
98
4.1 PRESENTACIÓN DEL EQUIPO SIMULADOR
El equipo simulador contiene un display LCD y un galvanómetro,
los cuales sensan y muestran los niveles de corrientes que pasan a
través del corazón, el cual es simulado con una resistencia de
100Ω. El circuito controlador toma las señales analógicas
provenientes de un amplificador diferencial y las muestra en el
LCD. La escala indicada en el simulador se encuentra en
microamperios, puesto que la máxima corriente sensada es de
300µA. y la mínima de 1µA.
4.2 INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN EL CIRCUITO MONITOR
El equipo simulador anterior presenta las mediciones de corriente
a través del corazón por medio de un galvanómetro analógico, el
cual indica los valores medidos experimentalmente. Al añadir un
microcontrolador al sistema, se obtienen señales precisas y de
99
fácil visualización, lo cual ayuda a tener una medición de datos
más exacta que la obtenida en el simulador anterior.
El circuito monitor se encuentra constituido por 2 etapas: la
primera, se encuentra conformada por un amplificador diferencial
y, la segunda está compuesta por las etapas de filtrado y
rectificado.
ETAPA 1:
En esta etapa se mide la diferencia de potencial entre 2
pines del circuito (E1-E2), como se indica en la Figura
4.1. La medición de corriente se realiza indirectamente;
se mide la diferencia de potencial presente en la
resistencia de 100Ω (representa al corazón) y debido a
que el valor de la resistencia es constante, se usa la Ley de
100
Ohm para calcular la corriente que circula a través del
corazón en cada una de las pruebas a realizar; estas
señales calculadas son de corriente continua.
Figura 4.1
Diagrama del Amplificador Diferencial
ETAPA 2:
101
En esta etapa se realiza el filtrado y rectificado de la señal.
El circuito utilizado es conocido como amplificador de
valor absoluto. Ambas etapas son unidas a través de un
condensador, que filtra el nivel DC proveniente de la
primera etapa.
Figura 4.2
Diagrama de Amplificador de Valor Absoluto
102
En la Figura 4.3 se muestra el funcionamiento del circuito
completo; con esto se obtiene una señal DC, la cual será
enviada al convertidor analógico digital del
microcontrolador.
Figura 4.3
Formas de onda del circuito amplificador
4.2.1 JUSTIFICACIÓN DEL USO DE CIRCUITOS
INTEGRADOS
103
El simulador contiene pocos integrados, entre los cuales están
el L7812, L7805, L7912 y los de mayor representación son el
LM324 y el PIC16F876A.
En general, el amplificador operacional (Opamp) es un
dispositivo lineal de propósito general, el cual tiene la
capacidad de manejo de señal desde 0 Hz hasta una frecuencia
definida por el fabricante. Además tiene límites de señal que
van desde el orden de los nV hasta unas docenas de voltios
(especificación también definida por el fabricante). Los
amplificadores operacionales se caracterizan por su entrada
diferencial y una ganancia muy alta, la cual es generalmente
mayor a 100 dB.
El amplificador operacional es un integrado de alta ganancia
directamente acoplado, que se alimenta con fuentes positivas y
negativas, el nombre de amplificador operacional proviene de
104
una de las utilidades básicas de éste, como realizar
operaciones matemáticas en computadores análogos.
El LM324 consta en su interior de 4 amplificadores
operacionales independientes y de alta ganancia, con
frecuencia internamente compensada. Los amplificadores
operacionales son diseñados para operar desde una sola fuente
de alimentación a través de una amplia gama de voltajes;
además, es común utilizarlos en circuitos comparadores y
circuitos amplificadores transductores.
105
Figura 4.4
Disposición de pines del integrado LM324
Un microcontrolador es un circuito integrado que ofrece las
mismas posibilidades que un pequeño computador. En su
interior se encuentra un procesador, una memoria y varios
periféricos. El secreto de los micro-controladores está en su
tamaño, precio y diversidad. La limitación en la aplicación de
los microcontroladores a un desarrollo de ingeniería tiene su
límite en la imaginación del desarrollador. Con los diversos
modelos disponibles se puede afrontar una multitud de
diseños distintos desde los más simples hasta los más
complejos.
El PIC16F876 es un microcontrolador que funciona entre 2 y
5.5 Vdc, 28 Pines, programable en circuito, el cual contiene
entradas analógicas y digitales. Debido a que el
106
microcontrolador no posee oscilador interno, se utiliza un
cristal de 20Mhz. Las señales provenientes del circuito
amplificador en un rango de 0 a 5Vdc ingresan al pin RA0
(entrada analógica) para ser convertidas a 0 bits de resolución.
Luego de esto, los datos se muestran en un display LCD.
Figura 4.5
Disposición de pines del integrado LM324
Las características principales del PIC16F876 son:
107
CPU tipo RISCC de altas prestaciones.
Repertorio de 35 instrucciones de una palabra.
Todas las instrucciones son de un único ciclo, excepto
las de salto, que llevan dos.
Velocidad de trabajo de 20 Mhz, con un ciclo de
instrucción de 200 ns.
Memoria de programa tipo flash de 8 K palabras.
Memoria de datos de 368 bytes.
Memoria EEPROM de datos de 256 bytes.
Patillaje compatible con PIC16C73B/74B/76/77.
108
Hasta 14 fuentes de interrupción.
Pila por hardware de 8 niveles.
Modos de direccionamiento directo, indirecto y relativo.
Reset de conexión (POR).
Temporización de conexión y temporización de inicio
de oscilación.
Circuito supervisor (watchdog).
Código de protección programable.
Tecnología de alta velocidad y bajo consumo en la
memoria CMOS EEPROM/FLASH.
109
Acceso para lectura o escritura a la memoria de
programa.
Gran margen de alimentación entre 2 y 5,5 voltios.
Corriente de salida de 25 mA.
Bajo consumo:
- Menor de 2 mA a 5V y 4 Mhz.
- 20 A a 3V y 32 Khz.
- Menor de 1 A en reposo.
Prestaciones de periféricos:
Timer0: Temporizador-Contador de 8 bits, con
Predivisor también de 8 bits.
110
Timer1: Temporizador-Contador de 16 bits con
Predivisor, que puede trabajar con reloj externo en el
modo reposo (sleep).
Timer2: Temporizador-Contador de 8 bits con registro
de período de la misma longitud, con Predivisor y
Postdivisor.
Dos módulos de Captura y Comparación y uno PWM
(modulación por ancho de impulso:
- La captura es de 16 bits, con resolución máxima
de 12,5 ns.
- La comparación es de 16 bits, con resolución
máxima de 200 ns.
- El bloque PWM tiene una resolución máxima de
10 bits.
111
Convertidor multicanal analógico digital de 10 bits.
Puerto serie síncrono (SSP), con modo Maestro (SPI) e
I2C (maestro/servidor).
Transmisor Receptor Universal Síncrono Asíncrono
(USART/SCI) con detección de 9 bits y de dirección.
Circuito de detección de BROWN-OUT (bajada de
tensión).
También se utilizó un display LCD, el cual tiene de 2 líneas de
16 caracteres con iluminación amarillo sobre negro/azulado.
Ideal para aplicaciones que no precisen de pantallas gráficas y
requieran de alto contraste de lectura, tal como lo muestra la
Figura 4.6. Utiliza el chip HD44780, el cual realiza la
interfase entre el microcontrolador y la pantalla. Requiere de
112
11 pines disponibles en aplicaciones con microcontroladores
para su funcionamiento. Incluye retroiluminación sin
necesidad de componentes externo, sus dimensiones son de 8
x 3.6cm.
Figura 4.6
Display LCD de 2 líneas
Además el simulador está alimentado por una fuente dual +/-
12Vdc (L7812, L7912) y una fuente simple de 5Vdc (L7805).
El transformador que alimenta a los reguladores de voltaje es
de 30V / 600mA con tab central en su secundario.
113
Usando los integrados 7812 (regulador a + 12 voltios) y el
7912 ( regulador a - 12 voltios ) se puede construir una
sencilla fuente de alimentación dual para experimentos con
opamps que requieran + 12 V / - 12 V, los integrados son
baratos pero no debemos olvidar ponerles disipadores de calor,
además de fusibles de protección, switchs y diodos led
indicadores.
Figura 4.7
Esquemático Fuente dual regulada + / -12 Vdc
114
Esta fuente de +5 volt está basada en el L7805, el cual acepta
entradas no reguladas de 8 a 18 voltios y produce una salida
regulada de +5 volt , con una exactitud del 5% (0.25 volt).
Contiene un circuito limitador de corriente y una protección
contra sobrecalentamiento; tenemos la fuente para y un
transformador simple , con dos salidas en el secundario ,aquí
necesitamos un rectificador de onda completa lo cual se
consigue con los 4 diodos mostrados, no es necesario en este
caso un condensador electrolítico para filtrar el ripple porque
este casi no existe , sin embargo todas las fuentes usan en la
salida un condensador de 0.01 µf para desviar los ruidos
parásitos a tierra; sin esta protección los monoestables se
disparan erráticamente.
115
Figura 4.8
Esquemático Fuente simple regulada +5 Vdc.
Las mediciones del amplificador de señal son presentadas
también en un voltímetro analógico; haciendo los respectivos
cambios de escala lo usaremos como un amperímetro digital.
El instrumento más utilizado para medir la diferencia de
potencial es un galvanómetro, el cual cuenta con una gran
resistencia unida a la bobina. Cuando se conecta un medidor
de este tipo a una batería o a dos puntos de un circuito
116
eléctrico con diferentes potenciales pasa una cantidad
reducida de corriente (limitada por la resistencia en serie) a
través del medidor. La corriente es proporcional al voltaje,
que puede medirse si el galvanómetro se calibra para ello.
Cuando se usa el tipo adecuado de resistencias en serie un
galvanómetro sirve para medir niveles muy distintos de
voltajes. El instrumento más preciso para medir el voltaje, la
resistencia o la corriente continua es el potenciómetro, que
indica una fuerza electromotriz no valorada al compararla con
un valor conocido.
4.2.2 IMPLEMENTACIÓN DEL CIRCUITO MONITOR
Para el diseño de las tarjetas electrónicas se utilizó el software
PROTEL 99 SE. Todas las tarjetas son diseñadas a doble cara
con agujeros metalizados y capa antisolder.
117
CIRCUITO AMPLIFICADOR:
Esta tarjeta contiene 2 integrados LM324, se diseñaron
módulos por separado para poder solucionar problemas
presentados al momento de realizar las pruebas en conjunto.
Solo este modulo se alimenta con la fuente dual de 12Vdc,
su salida se señal amplificada y rectificada solo presenta
valores entre 0-5Vdc. Esta señal es la que entra al
convertidor analógico digital de 8 bits en el
microcontrolador, para luego ser presentados como valores
decimales en el display LCD.
118
Figura 4.9
Esquemático del circuito monitor, Etapa 1.
La primera etapa del circuito sirve como amplificador
diferencial, Figura 4.9, mientras que su segunda etapa,
filtra y rectifica la señal proveniente de la primera etapa,
teniendo como resultado una señal DC.
119
Figura 4.10
Esquemático del circuito monitor, Etapa 2.
El PCB Contiene 4 Borneras de conexión J1, J2, J3 y J4:
- J1 Entrada de señal, proveniente de la tarjeta que
simula la resistencia del cuerpo humano, los
terminales son X1 y X2.
120
- J2 Galvanómetro, en estos 2 pines se conecta un
voltímetro analógico de 5Vdc. Máx.
- J3 Alimentación (+12V, GND, -12V)
- J4 Señal amplificada, esta señal se conecta a uno
de los pines analógicos del microcontrolador, en
nuestro caso el pin RB0.
Figura 4.11
PCB del circuito monitor.
121
CIRCUITO MICROCONTROLADOR Y LCD
El microcontrolador utilizado fue el 16F876A , con 28
pines y un cristal externo de 20Mhz, conectado en el
Puerto B a un LCD de 2 filas 16 caracteres.
Figura 4.12
Esquemático del circuito microcontrolador
122
Solo se usaron 4 pines (RB4 a RB7) para la escritura en
el LCD, y 3 pines para el control (RB1 a RB2) y
habilitación mostrados en la Figura 4.13.
Figura 4.13
Esquemático del circuito LCD
123
Aunque físicamente solo existe una línea de 16
caracteres, desde el punto de vista de la interfaz estos
LCD poseen 2 líneas (la de la derecha y la de la
izquierda) cada una de 8 caracteres.
Tabla 4.1
Pines de configuración, lectura y escritura del LCD
124
La interfaz con el microcontrolador puede ser como
mínimo de 6 líneas (R/S, E, D7-D4). En cuyo caso D3-
D0 no se conectan.
Figura 4.14
PCB del circuito microcontrolador LCD
4.3 MANEJO DEL EQUIPO SIMULADOR
El simulador está formado por 7 partes, grupo de resistencias
dentro de la muñeca, lámpara, cama, monitor de presión, EKG,
125
aspiradoras y tomacorrientes. Se presentan a continuación los
circuitos de cada módulo del simulador, para la simulación del
equipo se usó el software PROTEOUS.
ARREGLO DE RESISTENCIAS:
Este arreglo simula la resistencia de cuerpo humano y sus
órganos internos. En la Figura 4.15 se observan los
terminales X1 y X2; éstos son los pines de entrada del
circuito monitor; la resistencia R5=100Ω representa la
resistencia de un órgano interno. Para este estudio, será el
corazón.
RV1 y RV2 son potenciómetros de calibración. Los pines
RA y LA representan los brazos, LL y RL simulan las
piernas.
126
Figura 4.15
Diagrama del arreglo de resistencias
LÁMPARA:
127
Este arreglo simula una falla presente en una lámpara de
mesa sencilla; la falla se presenta en la carcasa de la
misma, es decir que en ese punto hay un voltaje presente,
aproximadamente 50Vac. Los capacitores en serie se
alimentan a una fuente de alimentación de 115Vac. Como
se observa en la Figura 4.16, la lámpara se conecta al
arreglo de resistencias en los pines RL y LA.
Figura 4.16
Diagrama del arreglo de la lámpara
CAMA:
128
El circuito de la cama simula una falla en el motor,
usualmente las camas de hospital tienen un motor que
sube o baja la cama según los requerimientos del paciente
a través de un control remoto. Cuando se produce fallas en
el bobinado del motor, éste presenta un voltaje en la
carcasa, perjudicial para el paciente o alguien que toque
una cama que no esté aterrizada.
Figura 4.17
Diagrama del arreglo de la cama
129
MONITOR DE PRESION:
Éste es el circuito más simple, solo se conecta una
residencia de 1MΩ a tierra, el monitor de presión se
conecta al catéter, representado por cable conectado al pin
X1 del arreglo de resistencias.
Figura 4.18
Diagrama de circuito monitor de presión
.
130
MONITOR EKG:
A diferencia del monitor de presión, este módulo contiene
3 terminales, 2 de ellos conectados a una resistencia de
1MΩ y el restante conectado directamente a tierra. Cada
uno de los terminales se conecta al arreglo de resistencias
en los pines como se indica en la Figura 4.19.
Figura 4.19
Diagrama del circuito monitor EKG (Electrocardiógrafo)
131
ENCERADORA:
Este circuito simplemente conecta la línea a través de una
resistencia de 100Ω a tierra, la corriente medida será
aproximadamente 1.2A. Este módulo será utilizado en la
prueba 3.
Figura 4.20
Diagrama de circuito simulador de enceradora
132
TOMACORRIENTES:
Con este circuito se quiere simular la caída de tensión
entre 2 tomacorrientes conectados a un panel de
disyuntores pero en diferentes circuitos, es decir que
simulamos la resistencia del cable.
Figura 4.21
Diagrama de circuito de tomacorrientes
Para este caso será de 10Ω. Al observar la Figura 4.22 se
133
nota que entre el pin TIERRA_TC2 Y TIERRA_TC1 está
conectada la resistencia de 10Ω; sólo el pin TIERRA_TC1
se conecta directamente a la tierra total del circuito,
entonces el terminal del tomacorriente TC2 se encontraría
a mayor distancia del panel de disyuntores que el TC1.
Figura 4.22
Circuito simulador de tomacorrientes
134
CAPÍTULO V
5. EVALUACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL
SIMULADOR
En este capítulo se procederá a evaluar los tres casos para los cuales
el simulador de accidentes eléctricos en ambientes hospitalarios fue
diseñado. Estos casos son los siguientes:
CASO 1:
Para el caso uno, se necesita el simulador de la lámpara, el
simulador de la cama y el arreglo de resistencias. Realizando el
procedimiento de simulación, se espera que una corriente de
0.3mA circule a través del corazón (entre los pines X1 y X2),
el cual es simulado por una resistencia de 100Ω denominada
R5, como se observa en la Figura 5.1.
135
Figura 5.1
Conexión del arreglo de Resistencias
136
La cama se encuentra conectada a una varilla de bronce, la cual
cubre el contorno de la misma, tal como se ilustra en la Figura
5.2, de esta manera, se simula la cama de un hospital, las
cuales en su mayoría son metálicas y poseen un motor
eléctrico, el cual al ser accionado mediante un control, permite
cambiar la posición del paciente.
El arreglo de la cama contiene dos terminales denominados de
falla (que es el ramal donde se produce la falla) y de tierra.
Para el caso 1, se conectan estos terminales entre sí por medio
de un cable banana-banana, de esta manera se aterriza la cama,
evitando que cualquier corriente de falla circule por ésta.
137
Figura 5.2
Conexión del arreglo de la Cama
La varilla de la cama se conecta al terminal RL (pierna
derecha) del arreglo de resistencias, que se encuentra en el
interior de la muñeca y, el terminal de la lámpara se conecta al
terminal LA (brazo izquierdo) del arreglo de resistencias,
ilustrado en la Figura 5.4.
138
La lámpara está compuesta por dos capacitores de 470nf en
serie, los cuales se alimentan de una fuente 115Vac. Como se
observa en la Figura 5.3, el circuito simula una falla en la
carcasa de la misma, debido a que la lámpara no se encuentra a
tierra, al producirse la falla, una corriente de fuga circulará
hacia el cuerpo del paciente provocando un posible
macroshock.
Figura 5.3
Conexión del arreglo de la Lámpara
139
A continuación se presenta el esquema de conexiones a
realizarse para la simulación del caso 1:
Figura 5.4
Esquema de conexión entre los módulos, caso 1
140
CASO 2:
Para el segundo caso, se simula una falla en el motor eléctrico
de la cama; adicional a esto, el paciente tiene conectado el
monitor de presión por medio de un catéter.
Debido a que el motor eléctrico de la cama presenta una fuga
de corriente en su armadura, y en este caso la cama no se
encuentra aterrizada, esta corriente fluye a través del cuerpo
del paciente, cerrando el circuito con el monitor de presión,
produciendo un posible microshock.
141
Figura 5.5
Conexión del arreglo de la Cama
El monitor de presión se simula con una resistencia de 1MΩ
conectado a tierra. La corriente que circula a través del corazón
en este caso será de 50µA entre los pines X1 y X2.
142
Figura 5.6
Conexión del arreglo del Monitor de Presión
Para esta prueba, se remueve el conector banana-banana que
une los terminales de falla con tierra en el arreglo de la cama;
con esto se aisla la cama de la tierra y se obtiene una corriente
de falla que circula a través de la varilla de la cama. Al igual
que en el caso 1, el arreglo de resistencias se conecta a la
varilla por medio del terminal RL (pierna derecha). Se adiciona
el monitor de presión conectando el terminal del mismo al
143
catéter, el cual proviene del terminal X1 conectado al arreglo
de resistencias que se encuentra ubicado dentro de la muñeca.
Figura 5.7
Esquema de conexión entre los módulos, caso 2
144
CASO 3:
En esta prueba intervienen varios equipos médicos,
básicamente consiste en simular el paso de una pequeña
corriente a través del cuerpo del paciente, esto sucede cuando
una falla se produce en un tomacorriente cercano a los equipos
de monitoreo, como el EKG y el monitor de presión.
Cuando se tienen 2 tomacorrientes en diferentes circuitos,
ambos conectados al mismo panel de distribución, se produce
una caída de tensión debido a la resistencia interna de los
conductores. La resistencia del conductor entre el panel de
distribución y los tomacorrientes del circuito TC2 es simulada
por una resistencia de 10Ω debido a una considerable distancia
entre éstos. R11 representa la caída de tensión entre el panel
de distribución y los tomacorrientes del circuito TC2, como lo
muestra la Figura 5.8.
145
Figura 5.8
Conexión del arreglo de tomacorrientes
En el tomacorriente TC1 se energiza el EKG, mientras que en
TC2 se energiza el monitor de presión y la enceradora.
146
Figura 5.9
Conexión de equipos, caso 3
147
Se conecta el monitor de presión al catéter, y el EKG se deben
conectar sus tres terminales al arreglo de resistencias LA, RL y
RA como lo indica la Figura 5.9.
Figura 5.10
Conexión del arreglo de la enceradora
La enceradora se simula con un arreglo de resistencias de
100Ω, el cual contiene dos terminales denominados falla y
tierra. Al conectarse entre sí, se produce la falla en la
enceradora, la cual genera una corriente de 1.15A hacia la
148
tierra del panel de distribución, mientras que una mínima
corriente de 1µA retorna al paciente a través del monitor de
presión cerrando el circuito por medio del EKG.
Figura 5.11
Esquema de conexión entre los módulos, caso 3
149
5.1 PRUEBAS REALIZADAS
El equipo simulador medirá señales de voltaje en el orden de los mili-
voltios, para esto se necesita un amplificador de alta ganancia, de
manera que se obtengan señales entre 0 y 5V, estas señales serán
ingresadas al micro-controlador
.
El circuito amplificador es altamente sensible, para analizar su
respuesta, se realizaron varias pruebas del circuito amplificador
armado en proto-board, para esto se utilizó un generador de
funciones y un osciloscopio.
Luego de realizar pruebas experimentales, se procedió a armar las
conexiones entre los módulos del simulador, con la finalidad de
realizar los 3 casos presentados al inicio de esta sección. Se
realizaron algunas modificaciones en las pruebas, con el objetivo de
150
obtener resultados más próximos a los simulados; se produjeron
algunas pérdidas de voltaje, ya que los valores medidos no son de
gran magnitud.
La ganancia del circuito amplificador fue modificada varias veces
hasta llegar a un punto de equilibro, puesto que cada prueba se
adaptaba a diferentes valores de ganancia.
El caso 1 presentó inconvenientes al momento de elegir algunos
componentes eléctricos, como los capacitores cerámicos que son
utilizados en la lámpara, además existen 2 potenciómetros de 10KΩ
en el arreglo de resistencias mostrado en la Figura 4.15, los cuales
sirven para la calibración del arreglo de resistencias, con esto se
obtuvo valores de corriente en el orden de los miliamperios,
indicando que estamos en presencia de un macroshock.
151
En el caso 2 se emplean equipos médicos tales como el monitor de
presión, una cama eléctrica y el arreglo de resistencias. Al realizar las
pruebas, se verificó que al no tener la cama eléctrica aterrizada, una
corriente en el orden de los microamperios circula a través del
corazón del paciente, obteniendo valores que indican la presencia de
un microshock.
En el caso 3, se utilizan más módulos que en los otros dos casos. La
cama eléctrica, el EKG, el monitor de presión, la enceradora y el
circuito de tomacorrientes se encuentran presentes en esta prueba. Al
realizar las mediciones, se presentaron valores pequeños (en el orden
de 1 µA), tratándose de un microshock.
La tabla que se muestra a continuación, indica los resultados
obtenidos en las tres pruebas:
152
Tabla 5.1
Datos reales en cada prueba realizada
Donde Vx1x2 es el voltaje diferencial medido en el corazón del
paciente, mientras que Vamplificador es el voltaje de corriente continua
que sale de la etapa de amplificación e ingresa al PIC.
153
CONCLUSIONES
1. Al realizar diferentes visitas a hospitales de la ciudad de
Guayaquil, se puede observar el incumplimiento de las normas y
reglas que se deben seguir, para procurar evitar cualquier tipo de
accidente eléctrico, tal como se indica en el contenido del trabajo.
El error más común en los hospitales, es el de no tener circuitos
independientes para cada equipo eléctrico utilizado en la vecindad
del paciente, así como no tener tomacorrientes polarizados.
2. El proyecto tiene como objetivo fundamental mostrar los peligros
latentes que existen en los hospitales, al tener equipos que no
poseen una correcta conexión a tierra. Ésta es una de las
principales causas de accidentes eléctricos en estos
establecimientos, ya que al tener equipos médicos aterrizados no
solo garantiza el buen funcionamiento de un equipo, sino que
también provee a los pacientes y a las personas que manipulan los
154
equipos un alto grado de protección ante posibles fallas eléctricas.
Con éste propósito se han desarrollado tres casos, el primero
consiste en mostrar el peligro de tener junto a la cama eléctrica,
equipos sin tierra, el segundo muestra el peligro de no tener
aterrizada la cama eléctrica y, el caso tres muestra el peligro de
tener lazos de tierra.
3. En el caso 1, se puede observar claramente el peligro de tener junto
a la cama eléctrica equipos sin una correcta conexión a tierra.
Debido a que cualquier parte del cuerpo de un paciente puede
tener contacto con la parte metálica de la cama eléctrica, y a la vez
tener contacto con cualquier equipo eléctrico sin una conexión a
tierra, al momento de producirse la falla en este caso en la lámpara,
una corriente de fuga circularía a través del paciente provocando
un macroshock.
155
4. En el segundo caso, se representa el peligro de no tener aterrizada
la cama eléctrica. Al momento de hacer contacto con la cama, y
tener conectado un monitor de presión, se produce una falla en el
motor eléctrico de la cama; esta corriente circulará a través del
corazón del paciente descargándose hacia el monitor de presión
que se encuentra aterrizado, provocando un microshock.
5. Al conectarse diferentes equipos eléctricos al mismo circuito en la
vecindad del paciente, como se muestra en el caso 3, se produce
una falla en la enceradora, la cual genera una corriente de fuga
hacia la tierra del panel de distribución, mientras que una mínima
corriente en el orden de los microamperios retorna al paciente a
través del monitor de presión cerrando el circuito por medio del
EKG. Esta corriente provoca un microshock en el paciente, lo que
nos demuestra el peligro de tener lazos de tierra en un mismo
circuito.
156
6. El proyecto demuestra que corrientes pequeñas pueden causar
grandes lesiones cuando no se toman en cuenta las normas
eléctricas para ambientes hospitalarios, ya que en la mayoría de los
casos se encuentran conectados equipos médicos tanto en la
vecindad del paciente como en el cuerpo del mismo.
157
RECOMENDACIONES
1. Todo equipo eléctrico que se encuentra en un hospital debe tener
un sistema de puesta a tierra para evitar cualquier tipo de
accidente, especialmente en áreas donde el paciente se encuentra
expuesto a mayores riesgos, como lo son la unidad de cuidados
intensivos, quirófanos, salas de emergencias, etc.
2. Cada equipo eléctrico debe tener su propio circuito de
alimentación independiente, es decir, debe estar conformado por
un breaker, los conductores, y el tomacorriente. La finalidad de
este procedimiento es evitar un lazo de tierra, de manera que en
caso de existir una falla en cualquier equipo eléctrico, ésta sea
enviada a tierra, evitando que la corriente de falla circule por el
cuerpo del paciente.
158
3. Varias empresas fabricantes de tomacorrientes venden equipos de
protección de falla a tierra, son los llamados GFCI (Ground Fault
Circuit Interrupters), no son muy conocidos en el medio, pero
debería existir una ley que obligue a los Hospitales la instalación
de estos tomacorrientes. El funcionamiento es muy simple,
monitorean que la corriente que sale de la línea, sea la misma que
retorna a través del neutro, en caso de existir cualquier anomalía, el
dispositivo hace que el tomacorriente se dispare brindando
seguridad al paciente cuando ocurre una falla de corriente.
159
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Ing. Gabarda Pérez Luis, “Corriente eléctrica: Efectos al
atravesar el organismo humano”, web:
http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasT
ecnicas/NTP/Ficheros/301a400/ntp_400.pdf
2. Ing. Alamos Hernández Juan, “Descripción General de un
Sistema de Distribución”, web:
http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_electrica_y_electroni
ca/sistemadistribucionenergiaelectrica/default.asp
3. Ing. Yapur Miguel, “Instrumentación Clínica”. Apuntes de la
materia del Tópico de graduación de Electrónica Médica.
160
4. Ing. Ezquerro Gonzalo, “Guía Técnica de Eficiencia Energética
en Iluminación de Hospitales y Centros de Atención Primaria”,
web:
http://www.idae.es/index.php/mod.pags/mem.detalle/relcategoria.1
030/id.42/relmenu.53
5. Boylestad Robert, “Teoría de circuitos y dispositivos
electrónicos”, Prentice Hall, 7a Edición.